同步整流MOSFET关断时,Vor为什么会突然变高?想不明白,哪位可以解释一下吗? 谢谢!!
这种控制策略比较简单,开通的时候Gate拉高,MOSFET完全导通,关断时检测Vsd,一旦接近0V,迅速关闭MOSFET。以NCP4305D为例,关断阈值为0mV,说明进行关断判断时,直到电流完全降为0V时,才判断电流截止,然后是一个大电流的下拉,尽快关断MOSFET。
这种方式可以正常应用于QR模式,效率高。但应用于定频模式下,会有直通的风险。主要的问题在于MOSFET的关断是一个过程,驱动电流要对MOSFET的结电容进行放电,从开通到完全关断有一个时间差,时间长短与驱动电流和MOSFET的结电容相关。因此如果一旦工作进入CCM模式,当检测到MOSFET电压到0V时,极性已经反转,这时SR MOSFET关断的延时会导致原副边的MOSFET都处于直通的状态,进而导致瞬间极大过流以及器件烧毁。
方案2. 预测开通时间这种方式是根据变压器源边电感伏秒平衡来预测源边FET开通时间,也就是同步管关断的时间。具体来说是将副边电压通过压控电流源转为电流给电容进行充放电,当电容电压降为0时,判断这时源边FET进行开通,因此关断副边同步管。
这种方式对于DCM或是QR模式都没有问题,但是工作在CCM模式时,如果有动态变化,预测就会失准,导致FET直通。虽然有一些方法来例如根据相邻两个周期时间相近来预测,但对源边控制器又有很大的限制。
方案3. 检测过零点,控制FET工作在线性区以MP6907为例,FET开通时始终工作在一个VDS被调制的状态。当负向电压低过-30mV时,Gate电压就会被拉低,然后控制负压在-70mV的水平。虽然这在一定程度上可能增加导通损耗,但带来的好处是导通时的驱动电压比较低,关断速度会非常快。当负向电压高于-30mV时,驱动被迅速拉低,MOSFET被关断。这种控制方法与采用何种源边控制方式关系较小,不管是LLC,或是FLYBACK QR, DCM模式都可以很好适应。
除此之外, MP6907还有一个SYNC脚,可以和源边控制器通讯来实现更为可靠的CCM工作。
为了实现轻载高效,满足产品待机功耗的要求,MP6907支持轻载模式,通过外部电阻可以设定开通时间门限TLL,如果同步管开通时间持续低于门限TLL,那么芯片进入轻载模式,关断驱动电压,靠MOSFET体二极管导通。通过检测MOSFET电压也可以退出轻载模式。
得益于MP6907非常宽的供电电压4.2V-35V,MP6907可以无需单独的供电绕组进行高边FET驱动,直接通过二极管从副边绕组供电,如下图。不过在设计时需要确保在母线电压最高时,二次侧的电压不高于35V。
综上所述,MPS的解决方案,对于不同设计指标,不同的源边控制器和控制方式,具有最大程度的适用性。MPS作为同步整流控制器的领导者,从2009年起发布第一颗同步整流控制器,不断完善控制方式和简化外围电路,并推出集成MOSFET的MP6910A,相信工程师们可以在MPS的产品库中选择出适合的芯片。